汽车理论第六章课后答案
余志生汽车理论第六章课后习题答案
6.l 、设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，
Ga ( f )=0.13
2m -?s 。求在0.5～80H Z 频率范围加权加速度均方根值
a w 和加权振级L aw ，并由表6-2查出相应人的主观感觉。
答：2
1
80
5.02
])()([df f G f W a a w ??=
80
5
.125.1244
2
25
.05
.121.011.041.0*5.0[df
f df df f df ???
?+??+??+?=
28.24=
?)
(200a a Lg L w
aw
=
70.147)10
28
.24(206==-Lg
查173P 图知：人的主观感觉为极不舒适。
6.2、设车速u =20m ／s ，路面不平度系3
80
q 10*56.2)(G m n -=，参考空间频率n o =0.1-1
m 。画出路面垂直位移、速度和加速度)(G q f 、
)(G q f 、)(G q
f 的谱图。画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。 解：2
2
822
0q 20*1.0*10*56.2)()(G f f u n n G f q -==
29
1
10*12.5f
-= 20*1.0*10*56.2*4)(4)(G 2
822
02q -==ππu n n G f q
-710*2.02=
2
28422
04q *1.0*10*56.2*16)(16)(G f uf n n G f q -==ππ 2-710*99.3f =
画出图形为：
6.3、设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f o ＝2Hz 。它行驶在波长λ=5m 的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速u n (km/h)。该汽车车轮部分的固有频率f t =10Hz ，在砂石路上常用车速为30km/h 。问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长λ=?
答：①当激振力等于车辆固有频率时，发生共振，
所以发生共振时的车速为：
2*5u 0a =?=f λ
s m /10=
②搓板路的波长 ：
m 6
5106.3/30==λ
6.4、设车身单质量系统的幅频 |z ／q | 用双对数坐标表示时如习题图6所示。路面输入谱与题6.2相同。求车身加速度的谱密度)(f G z
，画出其谱图，并
计算0.1～10Hz 频率范围车身加速度的均方根值z σ。 答：①
)()2()(02
n G q
z
f f G q z ??=π
?????<<=?=<<=??=----时11(10*10*02.1)(10
)*2()11.0(10*02.1)(1)*2())
10lg(1(20))10lg(1(22
202f n G f f f n G f f q f q ππ
2
110
1
.02
])([df f G z z ?= σ
2
1))
10lg(1(10
1
2
2
1
1
.02
]
10
*10*02.110*02.1[df df f f ---??+=
6.5、上机计算作业(报告应包括：题目、计算说明、程序清单、结果分析)。
车身－车轮双质最系统参数：f o =1.5Hz 、ζ=0.25、γ=9、μ=10。 “人体—座椅”系统参数：f s =3Hz 、ζ
s ＝0.25。
车速u =20m/s ，路面不平度系数G q (n o )=2.56×-8
10，参考空间
频率n o =0.1-1
m 。
计算时频率步长△f ＝0.2Hz ，计算频率点数N ＝180。 1）计算并画出幅频特性|z 1／q |、|z 2／z 1|、|p ／z 2|和均方根值谱
)(G z f 、)(G 2z f 、)(G a f 谱图。进—步计算q σ、
1z σ、2z σ、a σ、w a 、aw L 值。
2)改变“人体—座椅”系统参数：f s =1.5～6Hz 、ζs ＝0.125～0.5。
分析w a 、aw L 值随f s 、ζs 的变化。
3)分别改变车身—车轮双质量系统参数：f o ＝0.25～3Hz 、ζ=0.125～0.5、γ=4.5～18、μ=5～20。绘制z σ、σfd 、σFd/G
三个
响应量均方根值随以上四个系统参数变化的曲线。
提示：本题可简单利用matlab 软件求出各数值，并作出相应的图。
6.6、设前、后车轮两个输入的双轴汽车模型行驶在随机输入的路面上，其质量分配系数ε＝1，前、后车身局部系统的固有频率均为f o ＝2Hz ，轴距L ＝2.5m 。问引起车身俯仰角共振时的车速u a =? 相应随机路面输入的λ=? 答：
汽车理论第五版-课后习题答案
第一章 汽车的动力性 1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： (1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =?。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。 （3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。 1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 ηt =0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2 主减速器传动比 i 0=5.83 飞轮转动惯量 I f =0.218kg ?m 2 二前轮转动惯量 I w1=1.798kg ?m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg ?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L=3.2m 质心至前轴距离（满载） a=1.974m 质心高（满载） hg=0.9m 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽
汽车理论第六章作业2
汽车理论作业 汽73 2007010806 许四聪 6.3 解:引起部分共振时的车速：h km s m f u a /36/10520==?==λ 车轮共振时的路面的波长：)(833.010 6.330m f u t a =?==λ 6.4 解：由题6.2可知路面输入谱为：()3 4 01056.2m n G q -?=，参考空间频率为101.0-=m n 车速为s m u /20= 路面功率谱密度：2 522 4220 01012.5201.01056.2)()(f f f u n n G f G q q --?=???== 由图可知： ? ????<<<<=) 101(1)11.0(1f f f q z 所以车身加速度谱密度为：?? ?<<<<==??? ====-)101(0798 .0)11.0(0798.00798.010 12.516) (16)()()(22 2 2 5 2 4 4 2 44222f f f q z f f q z f f G q z f f G q z f G q z f G q q q z ππω 计算得车身加速度的均方根值为： )/(8623.0]0798.00798.0[])([25.010 1 11 .025.0101 .0s m df df f df f G z z =+==??? σ 下面绘制其车身加速度谱图： 程序如下： g=2.56*10^-4; n=0.1; u=20; f=0.1:0.01:10; gq=g*n^2*u./f.^2; h=1*(0.1 上海交通大学一九九九年硕士生入学考试试题 一、填空题（×28） 1、国际上常用油耗计算方法有两种，即以欧洲为代表的ECE和以美国为代表的EPA. 2、良好路面上行驶汽车所受的行驶阻力主要由、 、和四部分组成。 3、制动时汽车减速度行驶，避免车轮抱死的最小称为汽车在该制动强度时的 。 4、操纵稳定性是指弯道行驶汽车转向特性抗干扰能力，与其有关的主要运动参数包括 、和。 5、汽车动力性主要由三项指标来评定，它们是、 和。 6、因可在负实数、零或正实数上取值，弯道行驶汽车的横摆角速度增益对应三种不同的转向特性，即、以及。 7、制动全过程大致分为四个不同阶段，即、、 以及。 8、汽车加速时产生相应的惯性阻力，即由和两部分惯性力组成。 9、汽车拖带挂车的目的是提高燃油经济性，其原因有二：一是汽车发动机的 上升，二是汽车列车增加。 10、对汽车动力性和燃油经济性有重要影响的动力装置参数有两个，即 和。 二、论述题（3×5） 1、高速行驶汽车的轮胎会发生爆裂，试简述轮胎发生什么现象并说明原因？ 2、装有防抱死制动系统（ABS）的汽车可避免制动时跑偏和侧滑，试说明其理论依据？ 3、某汽车传动系统采用齿轮变速器，试说明各档位传动比的确定原则是什么？ 4、某汽车装有非ABS的普通制动系统，试简述制动时制动距离与哪些因素有关？ 5、加装液力变速器的汽车具有较理想的动力特性，试说明主要目的是什么？ 三、是非题（错误×正确√，2×10） 1、汽车轮胎的侧滑刚度与车轮坐标系的选择有关。（×） 2、超速挡的应用可以降低汽车的负荷率。（×） 3、地面的制动力大小取决于汽车具有足够的制动器制动力。（×） 4、汽车稳态横摆角速度响应与行驶车速有关。（√） 5、不出现前轮或后轮抱死的制动强度必小于地面附着系数。（√） 6、同步附着系数ψ0与地面附着特性有关。（×） 7、未装有ABS的汽车在制动时发生侧滑是技术状况不良造成的。（×） 8、特征车速u ch是表征汽车过多转向量的一个参数。（×） 9、汽车的最高行驶车速对应发动机最高转速。（×） 10、汽车齿轮变速器的相邻两变速档速比之比基本上取为常数。（√） 四、某轿车按给定的速度变化曲线作 加速度行驶，欲根据汽油发动机万有 特性（见图）计算过程中的燃油消耗 量.已知：发动机功率P=30KW,初始车 速u0=10km，经过△t1=2秒（s）车速 达到40km/h,又经过△t24秒（s）车 速达到60km/h,再经过△t3=4秒（s） 车速已到达到90km/h,等速单位时间油 耗计算公式为Q t=Pb/γ),其中b 为燃油消耗率（g/kw·h）(由图中曲线 给出)，汽油重度γ=7（N/L）.(15分) a 五、某轿车沿水平硬路面公路高速行驶， A B C D 遇事后采取紧急制动。图示为该轿车制动 t 时的加速度，速度和距离的对应变化关系。 j max 试求： （1）制动反应阶段经过时刻t1,在AB 第四章 4．1 一轿车驶经有积水层的—良好路面公路，当车速为100km/h 时要进行制动。问此时有无可能出现滑水现象而丧失制动能力?轿车轮胎的胎压为179．27kPa 。 答：假设路面水层深度超过轮胎沟槽深度 估算滑水车速：i h p 34.6=μ i p 为胎压（kPa ） 代入数据得：89.84=h μkm/h 而h μμ > 故有可能出现滑水现象而失去制动能力。 4．2在第四章第三节二中．举出了CA700轿车的制动系由真空助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。试由表中所列数据估算''2' 2 2 1ττ+的数值，以说明制动器作用时间的重要性。 提示：由表4-3的数据以及公式max 2 02292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'= ττ 计算' '2'22 1ττ+的数值。 可以认为制动器起作用时间的减少是缩短制动距离的主要原因。 4．3一中型货车装有前、后制动器分开的双管路制功系，其有关参数如下； 1)计算并绘制利用附着系数曲线与制动效率曲线。 2)求行驶车速30km/h ，在.0=? 80 路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间 s 02.0'2=τ，制动减速度上升时间s 02.0''2=τ。 3) 求制功系前部管路损坏时汽车的制功距离，制功系后部管路损坏时汽车的制功距离。 答案：1） 前轴利用附着系数为：g f zh b z L += β? 后轴利用附着系数为： ()g r zh a z L --= β?1 空载时： g h b L -=β?0= 413.0845 .085 .138.095.3-=-? 0??> 故空载时后轮总是先抱死。 目录 第一章汽车的动力性............................. 错误!未定义书签。第二章汽车的燃油经济性......................... 错误!未定义书签。第三章汽车动力装置参数的选定................... 错误!未定义书签。第四章汽车的制动性............................. 错误!未定义书签。第五章汽车的操纵稳定性......................... 错误!未定义书签。第六章汽车的平顺性............................. 错误!未定义书签。 第一章 汽车的动力性 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： (1) 弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩 f z T F a =?。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构 成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。 （3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 滚动阻力系数与哪些因素有关 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 qq 第一章 汽车的动力性278973104 1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： (1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =?。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。 （3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。 1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 ηt =0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2 主减速器传动比 i 0=5.83 飞轮转动惯量 I f =0.218kg ?m 2 二前轮转动惯量 I w1=1.798kg ?m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg ?m 2 质心至前轴距离（满载） a=1.974m 质心高（满载） hg=0.9m 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。常见错误是未将车速的单位进行换算。 汽车理论作业MA TLAB过程 汽车驱动力与阻力平衡图 加速度倒数-速度曲线图 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 u 汽车功率平衡图 u/(km/h)最高档等速百公里油耗曲线 Ua/(km/h) 燃油积极性-加速时间曲线 源程序： 《第一章》 m=3880; g=9.8; r=0.367; x=0.85; f=0.013; io=5.83; CdA=2.77; lf=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=lw1+lw2; ig=[6.09 3.09 1.71 1.00]; %变速器传动比 L=3.2; a=1.947; hg=0.9; n=600:1:4000; T=-19.313+295.27* n/1000-165.44*(门/1000)人2+40.874*(门/1000)人3-3.8445*( n/IOOO).%; Ft1=T*ig(1)*io*x/r; %计算各档对应转速下的驱动力 Ft2=T*ig(2)*io*x/r; Ft3=T*ig(3)*io*x/r; Ft4=T*ig(4)*io*x/r; u1=0.377*r*n/(io*ig(1)); u2=0.377*r*n/(io*ig(2)); u3=0.377*r*n/(io*ig(3)); u4=0.377*r*n/(io*ig(4)); u=0:130/3400:130; F仁m*g*f+CdA*u”2/21.15;%计算各档对应转速下的驱动阻力 F2=m*g*f+CdA*u2.A2/21.15; F3=m*g*f+CdA*u3.A2/21.15; F4=m*g*f+CdA*u4.A2/21.15; figure(1); plot(u1,Ft1, '-r' ,u2,Ft2, '-m' ,u3,Ft3, '-k' ,u4,Ft4, '-b' ,u1,F1, '-r' ,u2,F2, '-m' ,u3,F3, ' k' ,u4,F4, '-b' , 'LineWidth' ,2) title( ' 汽车驱动力与阻力平衡图' ); xlabel( 'u_{a}/km.hA{-1}' ) ylabel( 'F/N' ) gtext( 'F_{t1}' ) gtext( 'F_{t2}' ) gtext( 'F_{t3}' ) gtext( 'F_{t4}' ) gtext( 'F_{f}+F_{w}' ) %由汽车驱动力与阻力平衡图知，他们无交点，u4在最大转速时达到最大 umax=u4(3401) Ft1max=max(Ft1); imax=(Ft1max-m*g*f)/(m*g) disp( ' 假设是后轮驱动' ); C=imax/(a/L+hg*imax/L) % 附着率 delta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(1)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); delta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(2)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); delta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(3)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); delta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(4)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); a1=(Ft1-F1)/(delta1*m); %加速度 a2=(Ft2-F2)/(delta2*m); a3=(Ft3-F3)/(delta3*m); a4=(Ft4-F4)/(delta4*m); h1=1./a1; %加速度倒数 h2=1./a2; h3=1./a3; h4=1./a4; figure(2); 汽车理论习题答案 1 1-1试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式？ 提示：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： 弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力Fz 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩Tf = Fz ?a 。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力Fp 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 1-5如何选择汽车发动机功率? 提示：（1）根据最大车速uamax 选择Pe ，即 e T D a D a T e P f A C m u A C u mgf P ，则可求出功率、、、、，若给定η+η=)761403600(13max max （2）根据汽车比功率（单位汽车质量具有的功率） 变化较大。，但是，大致差不多，及、、若已知汽车比功率＝m A const u fg u C f u m A C u fg m P a T a D T a T D a T e /6.314.766.31000max max 3max max ≈ηηη+η= 1-6超车时该不该换入低一档的排档? 提示：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。如果在该车速时，汽车在此排档的加速度倒数大于低排挡时的加速度倒数，则应该换入低一档，否则不应换入低一挡。还要注意高速时换入低挡可能造成车速下降，反而不适合超车。 1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2 ）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为 432)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。 第一章汽车的动力性 1.1 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动祖力。 2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力F Z相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大。即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.?a阻碍车轮滚动。 3]作用形式: T f = Wf，T f = T f/r 1.2 滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。 1.3 =494.312+0.13U a2 由计算机作图有： 1.4 空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？ 答：动力性会发生变化。因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变。质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。 1.5 如何选择汽车发动机功率？ 答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。 在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。 1.6 超车时该不该换入低一挡的排挡？ 答：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。如果在该车速时，汽车在此排档的加速度倒数大于低排挡时的加速度倒数，则应该换入低一档，否则不应换入低一挡。 1.7 1、汽车行驶速度（） A：与发动机转速、车轮半径和传动系传动比成正比 B：与发动机转速和车轮半径成正比，与传动系传动比成反比C：与发动机转速和传动系传动比成正比，与车轮半径成反比D：与发动机转速成正比，与车轮半径和传动系传动比成反比批阅：选择答案：B 正确答案：B 2、评价汽车动力性的指标是( ) A：汽车的最高车速、加速时间和汽车能爬上的最大坡度 B：汽车的最高车速、加速时间和传动系最大传动比 C：汽车的最高车速、加速时间和传动系最小传动比 D：汽车的最高车速、加速时间和最大驱动力 批阅：选择答案：A 正确答案：A 3、确定汽车传动系的最大传动比时，需要考虑（） A：汽车的最大爬坡度、最低稳定车速和附着率 B：汽车的最大爬坡度、最高车速和附着率 C：汽车的最大爬坡度、最低稳定车速和最高车速 D：汽车的加速时间、最高车速和附着率 批阅：选择答案：A 正确答案：A 4、汽车的质量利用系数是指（）。 A：汽车整备质量与总质量之比 B：汽车装载质量与总质量之比 C：汽车装载质量与整备质量之比 D：汽车整备质量与装载质量之比 批阅：选择答案：C 正确答案：C 5、汽车行驶时，空气阻力所消耗的功率（）。 A：与迎风面积和车速成正比 B：与迎风面积的3次方和车速成正比 C：与迎风面积和车速的3次方成正比 D：与迎风面积的3次方和车速的3次方成正比 批阅：选择答案：C 正确答案：C 6、汽车行驶的附着条件是（） A：驱动轮的地面切向反作用力大于等于附着力 B：驱动轮的地面切向反作用力大于附着力 C：驱动轮的地面切向反作用力小于等于附着力 D：驱动轮的地面切向反作用力小于附着力 批阅：选择答案：C 正确答案：C 7、汽车制动性的评价主要包括（） 汽车理论课后习题答案(完整版) 从第一章到第六章（附图文） 第一章 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。 3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数） 1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？ 提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。 1.3、解答：1）（取四档为例） 由 u F n u n Tq Tq F t t →??? ? ?? →→→ 即 r i i T F T o g q t η= 4 32)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= o g i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +： 2 15 .21a D w f U A C Gf F F +=+ 2 131.0312.494a U += 由计算机作图有 第一章 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。 3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数） 1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？ 提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。 1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为 4 32) 1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。 发动机的最低转速nmin=600r/min ，最高转速nmax=4000 r ／min 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m 传动系机械效率 ηт＝0.85 波动阻力系数 f ＝0.013 空气阻力系数×迎风面积 CDA ＝2.772 m 主减速器传动比 i 0＝5.83 飞轮转功惯量 If ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 Iw1＝1.798kg ·2m 四后轮转功惯量 Iw2＝3.598kg ·2 m 变速器传动比 ig (数据如下表) 余志生汽车理论第六章课后习题答案 6.l 、设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声， Ga ( f )=0.13 2m -?s 。求在0.5～80H Z 频率范围加权加速度均方根值 a w 和加权振级L aw ，并由表6-2查出相应人的主观感觉。 答：2 1 80 5.02 ])()([df f G f W a a w ??= 80 5 .125.1244 2 25 .05 .121.011.041.0*5.0[df f df df f df ??? ?+??+??+?= 28.24= ?) (200a a Lg L w aw = 70.147)10 28 .24(206==-Lg 查173P 图知：人的主观感觉为极不舒适。 6.2、设车速u =20m ／s ，路面不平度系3 80 q 10*56.2)(G m n -=，参考空间频率n o =0.1-1 m 。画出路面垂直位移、速度和加速度)(G q f 、 )(G q f 、)(G q f 的谱图。画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。 解：2 2 822 0q 20*1.0*10*56.2)()(G f f u n n G f q -== 29 1 10*12.5f -= 20*1.0*10*56.2*4)(4)(G 2 822 02q -==ππu n n G f q -710*2.02= 2 28422 04q *1.0*10*56.2*16)(16)(G f uf n n G f q -==ππ 2-710*99.3f = 画出图形为： 6.3、设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f o ＝2Hz 。它行驶在波长λ=5m 的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速u n (km/h)。该汽车车轮部分的固有频率f t =10Hz ，在砂石路上常用车速为30km/h 。问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长λ=? 答：①当激振力等于车辆固有频率时，发生共振， 所以发生共振时的车速为： 一、填空题 1、汽车动力性主要由最高车速、加速时间和最大爬坡度三方面指标来评定。 2、汽车加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间。 3、汽车附着力决定于地面负着系数及地面作用于驱动轮的法向反力。 4、我国一般要求越野车的最大爬坡度不小于60%。 5、汽车行驶阻力主要包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。 6、传动系损失主要包括机械损失和液力损失。 7、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率就越小，燃油消耗率越大。 8、在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位是L/100KM ，而在美国燃油经济性指标的单位是mile/USgal 。 9、汽车带挂车后省油的原因主要有两个，一是增加了发动机的负荷率，二是增大了汽车列车的利用质量系数。 10、制动性能的评价指标主要包括制动效能、制动效能恒定性和制动时方向的稳定性。 11、评定制动效能的指标是制动距离和制动减速度。 12、间隙失效可分为顶起失效、触头失效和托尾失效 。 12、车身-车轮二自由度汽车模型，车身固有频率为2.5Hz ，驶在波长为6米的水泥路面上，能引起车身共振的车速为54km/h 。 13、在相同路面与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越高，后备功率越小，发动机的负荷率就越高，燃油消耗率越低。 14、某车其制动器制动力分配系数β=0.6，若总制动器制动力为20000N ，则其前制动器制动力为1200N 。 15、若前轴利用附着系数在后轴利用附着系数之上，则制动时总是前轮先抱死。 16、汽车稳态转向特性分为不足转向、中心转向和过多转向。转向盘力随汽车运动状态而变化的规律称为转向盘角阶段输入。 17、对于前后、左右和垂直三个方向的振动，人体对前后左右方向的振动最为敏感。 18、在ESP 系统中，当出现向左转向不足时，通常将左前轮进行制动；而当出现向右转向过度时，通常将 进行制动。 19、由于汽车与地面间隙不足而被地面托起、无法通过，称为间隙失效。 20、在接地压力不变的情况下，在增加履带长度和增加履带宽度两个方法中，更能减小压实阻力的是增加履带长度。 21、对于具有弹性的车轮，在侧向力未达到地面附着极限的情况下，车轮行驶方向依然会偏离其中心平面的现象称b 为轮胎的侧偏现象。 22、车辆土壤推力与土壤阻力之差称为挂钩牵引力。 二、选择题 1、评价汽车动力性的指标是（C ） A 、最高车速、最大功率、加速时间 B 、最高车速、最大功率、最大扭矩 C 、最高车速、加速时间、最大爬坡度 D 、最大功率、最高车速、最大爬坡度 2、同一辆汽车，其车速增加一倍，其空气阻力提高（D ）。 A 、1倍B 、2倍C 、3倍D 、4倍 3、汽车行驶的道路阻力包括（A ） A 、滚动阻力+坡度阻力 B 、滚动阻力+空气阻力 C 、空气阻力+坡度阻力 D 、空气阻力+加速阻力 4、下列关于改善燃油经济性说法错误的是（B ） A 、缩减汽车总尺寸 B 、减少档位数 C 、降低汽车总质量 D 、尽量使用高档 5、峰值附着系数对应的滑动率一般出现在（C ）。 A 、1.5%~2% B 、5%~10% C 、15%~20% D 、20 6、最大传动比选择时，应主要考虑以下三方面的问题（C ） A 、最大爬坡度、最大加速度、最高车速 B 、最大爬坡度、燃油经济性、附着率 C 、最大爬坡度、附着率、最低稳定车速 D 、附着率、最低稳定车速、燃油经济性 7、最大地面制动力取决于（A ）。 A 、制动器制动力 B 、附着率 C 、附着力 D 、滑动率 8、在下列制动器中，制动效能稳定性最差的是（D ）。 A 、盘式制动器 B 、领从蹄式制动器 C 、双领蹄式制动器 D 、自增力式制动器 9、在下列制动器中，制动效能稳定性最好的是（A ）。 A 、盘式制动器 B 、领从蹄式制动器 C 、双领蹄式制动器 D 、自增力式制动器 10、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车，在同步附着系数路面上制动时，将出现（B ）。 A 、前轮抱死，后轮不抱死 B 、前后轮同时抱死 C 、前轮先抱死，再后轮抱死 D 、后轮先抱死，再前轮抱死 11、下列哪种情况会引起过多转向（B ）。 A 、稳定因素K>0 B 、前后轮侧偏角绝对值之差0)(21 <-ααC 、转向半径比R/R0=1 D 、静态储备系数S.M.>0 12、人体对垂直方向上的振动最敏感的频率范围是（D ） 汽车理论（同济大学第二版）复习 F1、p3滚动阻力等于滚动阻力系数与车轮垂直载荷（或地面法向反作用力）之乘积。 F2、p6由式（1-4）可知,真正作用驱动轮上驱动汽车行使的力为地面对车轮的切向反作用力Fx2,它的数值为驱动力Ft 减去驱动轮上的滚动阻力Ff 。” F3、在s=15%-20%之间，?值可达到最大，最大的?max 称为峰值附着系数。（30%可以写为20%） F4、p12第5行-第9行。“附着率是指……用2?C 、F x2、F z2”。 附着率是指汽车在直线行驶时，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。在低速阶段，如加速或上坡，驱动轮上的驱动力矩大，要求的（最低）附着系数大，此外超高速行驶时要求附着系数也大，附着率用符号C ?i 表示”2 22Z X F F C =? i=1,2 如前轮驱动用C ?1 F x1、F z1 后轮驱动力用2?C 、F x2、F z2 “不同的行驶工况所要求的附着率是不一样的。汽车的附着条件是：?≥C ?2 C ?2越小越容易满足附着条件。” F5、p12倒数第2行到倒数第1行“当汽车曲线行驶时，或受侧风作用，车轮中心将受到一个侧向力F y ″相应的在地面上产生地面侧向反作用力F y ，也称为侧偏力”（引文中y F '为F y ，F y 为F Y ，以 下同） “a k F Y ?=车轮中心受到侧向力F y ，则地面给车轮以侧偏力F Y ，并产生侧偏角α（k 为侧偏刚度）。在侧偏角较小时，F Y 与α成线性关系。” F6、p13第17行到第23行“由轮胎坐标系有关符合规定可知，负的侧偏力产生正的侧偏角，因此侧偏刚度是负值。F y 与ɑ的关系可用F y=k a*ɑ（书中k a 即k ）。轿车轮胎k a 值在28000～80000N/rad 之间。 正的车轮侧向力，产生负的车轮侧偏力，产生正的车轮侧偏角，产生正的回正力矩。 F7、p20“r k F r Yr ?= 其中F Yr 是外倾地面侧向力 k r 是外倾刚度，为负值r 是车轮外倾角” r 是外倾角” ②“若车轮侧向力为正，那么地面侧偏力为负、车轮侧偏角为正、回正力矩为正。 若外倾角为正，那么车轮中心侧向力为正、地面侧向力为负、车轮侧偏角为负、回正力矩为负。” F9、p40第22行到第28行。“为了便于计算，一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，并以大于1的系数δ计入，称之为旋转质量换算系数，所以汽车加速阻力为Fj=δm du/dt (N) 式中：δ——汽车旋转质量换算系数；m ——汽车质量，kg; du/dt ——汽车行驶加速度，m/s 2 ” “此式中去掉δ，等式右边的意义为：汽车平移质量的加速阻力；保留δ，等式右边的意义为：汽车平移质量的加速阻力与汽车回转质量的加速阻力的和。” p41 δ表达式 2 2 022I 1I 11r i i m r m T g f w ηδ?+∑?+=。 式中I f ——发动机飞轮的转动惯量，k g ·m 2; I W ——车轮的转动惯量，kg ·m 2 “有的越野汽车1档δ值甚大，有可能使得汽车的2档加速度大于1档的加速度。” F10、P42由于滚动阻力系数f 比附着系数?小得多，故可省去Fz2f 项，此式可近乎写成Ft ≤Fz2? 式中：Fz2——作用于驱动轮上的法向反力，N 。此式称为汽车行驶的附着条件。（书中此处的F z φ为F z2之误） F11、p47最高车速（Umax ）是指汽车在良好水平路面上直线行驶时能达到的最高行驶车速。所以，此时汽车应该以最高档行驶，且坡度阻力和加速阻力皆为零”” 第一章 汽车的动力性 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =?m 2 二前轮转动惯量 I w1=?m 2 四后轮转动惯量 I w2=?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L= 质心至前轴距离（满载） a= 质心高（满载） hg= 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。常见错误是未将车速的单位进行换算。 2）首先应明确道路的坡度的定义tan i α=。求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化，可以简化的内容包括两项cos 1α≈和sin tan αα≈，简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。计算时，要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。 3）已知条件没有说明汽车的驱动情况，可以分开讨论然后判断，也可以根据常识判断轻型货车的驱动情况。 解：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft= r i i T t o g tq η 行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G ?f + 2D 21.12A C a u +G ?i+dt du m δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0 g i n r 0.377 ua i ?= 由本题的已知条件,即可求得汽车驱动力和行驶阻力与车速的关系,编程即可得到汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 一、填空以及有关的选择 1、汽车动力性评价指标：（1）汽车的最高车速umax；（2）汽车的加速时 间t；（3）汽车的最大爬坡度imax。 2、原地起步加速时间和超车加速时间来表明汽车的加速能力。 3、汽车的行驶阻力有滚动阻力Ff、空气阻力Fw、坡度阻力Fi、加速阻力 Fj。 4、汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的油耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100km 5、汽车动力装置参数是指发动机的功率、传动系的传动比。 6、确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度、附着率以及汽车最低稳定车速 7、制动性的评价指标包括：制动效能、制动效能恒定性、制动时汽车的方向稳定性。 8、只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。 9、附着系数的数值主要决定于道路的材料、路面的状况与轮胎结构、胎面花纹、材料以及汽车运动的速度等因素。 10、评价制动效能的指标是制动距离 和制动减速度 。 11、决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用时间、最大制动减速度即附着力（最大制动器制动力）以及起始制动车速。 12、增力式制动器恒定性差，盘式制动器恒定性好。 13、汽车的稳态响应特性有三种类型：不足转向、中性转向、过多转 向。 14、高宽比对轮胎侧偏刚度影响很大，采用高宽比小的轮胎是提高侧偏刚度的主要措施。 15、稳态响应的三种类型：1）当 K=0 时，中性转向；2）当 K＞0 时，不足转向。当不足转向量增加时，K 增大，特征车速降低；3）当 K＜0 时，过多转向。临界车速越低，过多转向量越大。 16、（1） ，中性转向；（2） ，,不足转向；（3） ，过多转向。 17、椅面水平轴向的频率加权函数最敏感的频率范围是0.5～ 2Hz。 18、汽车支承通过性的指标评价：牵引系数、牵引效率及燃油利用指数。 19、汽车通过性几何参数包括最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等。 二、名词解释最全的历年上海交通大学汽车理论考研真题含部分答案
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